Udio:
Uzroci paramagnetizma, paramagnetski materijali, primjeri i razlike s diamagnetizmom
paramagnetizam je oblik magnetizma u kojem su neki materijali slabo privučeni vanjskim magnetskim poljem i oblikuju unutarnja magnetska polja inducirana u smjeru primijenjenog magnetskog polja.
Nasuprot onome što mnogi ljudi često misle, magnetska svojstva se ne reduciraju samo na feromagnetske tvari. Sve tvari imaju magnetska svojstva, iako u slabijem obliku. Te se tvari nazivaju paramagnetski i diamagnetski.
Na taj način mogu se razlikovati dvije vrste tvari: paramagnetski i diamagnetski. U prisutnosti magnetskog polja, paramagnetski su privučeni prema području gdje je intenzitet polja veći. Nasuprot tome, diamagnetski su privučeni područjem polja u kojem je intenzitet niži.
Kada u prisutnosti magnetskih polja, paramagnetski materijali doživljavaju istu vrstu privlačnosti i odbijanja kao i magneti. Međutim, kad nestane magnetsko polje, entropija završava inducirano magnetsko poravnanje.
Drugim riječima, paramagnetske materijale privlače magnetska polja, iako se ne pretvaraju u trajno magnetizirane materijale. Neki primjeri paramagnetskih tvari su: zrak, magnezij, platina, aluminij, titan, volfram i litij,.
indeks
- 1 Uzroci
- 1.1 Zakon Curie
- 2 Paramagnetski materijali
- 3 Razlike između paramagnetizma i diamagnetizma
- 4 Aplikacije
- 5 Reference
uzroci
Paramagnetizam je posljedica činjenice da su određeni materijali sastavljeni od atoma i molekula koje imaju trajne magnetske momente (ili dipole), čak i kada nisu u prisutnosti magnetskog polja.
Magnetski momenti su uzrokovani spinovima nesparenih elektrona metala i drugih materijala koji imaju paramagnetska svojstva.
U čistom paramagnetizmu dipoli ne djeluju međusobno, već su nasumce usmjereni u odsutnosti vanjskog magnetnog polja kao posljedica toplinskog agitiranja. To stvara nulti magnetski trenutak.
Međutim, kada se primijeni magnetsko polje, dipoli nastoje poravnati se s primijenjenim poljem, što rezultira neto magnetskim momentom u smjeru navedenog polja i dodavanjem vanjskog polja..
U svakom slučaju, poravnanje dipola može se suzbiti djelovanjem temperature.
Na taj način, kada se materijal zagrijava, termičko miješanje je u stanju suprotstaviti se učinku koji magnetno polje ima na dipole, a magnetski momenti se kaotično preusmjeravaju, smanjujući intenzitet induciranog polja..
Curieov zakon
Zakon Curiea eksperimentalno je razvio francuski fizičar Pierre Curie 1896. godine. Može se primijeniti samo kada su prisutne visoke temperature, a paramagnetska tvar je u prisutnosti slabih magnetskih polja..
To je tako zato što ne opisuje paramagnetizam kada je veći dio magnetskih trenutaka poravnat.
Zakon navodi da je magnetizacija paramagnetskog materijala izravno proporcionalna primijenjenoj jakosti magnetskog polja. To je ono što je poznato kao Curieov zakon:
M = X = H = CH / T
U prethodnoj formuli M je magnetizacija, H je gustoća magnetskog toka primijenjenog magnetskog polja, T je temperatura izmjerena u Kelvinu, a C konstanta koja je specifična za svaki materijal i naziva se Curieova konstanta..
Iz opažanja Curieovog zakona također slijedi da je magnetizacija obrnuto proporcionalna temperaturi. Iz tog razloga, kada se materijal zagrijava, dipoli i magnetski momenti imaju tendenciju da izgube orijentaciju dobivenu prisustvom magnetskog polja..
Paramagnetski materijali
Paramagnetski materijali su svi oni materijali s magnetskom permeabilnošću (sposobnost tvari da privuku ili omoguće prolazak kroz magnetsko polje) slično magnetskoj propusnosti vakuuma. Takvi materijali pokazuju zanemarivu razinu feromagnetizma.
U fizikalnom smislu, navodi se da je njegova relativna magnetska permeabilnost (kvocijent između propusnosti materijala ili medija i propusnosti vakuuma) približno jednaka 1, što je magnetska permeabilnost vakuuma..
Među paramagnetskim materijalima postoji određena vrsta materijala koji se naziva superparamagnetski. Iako slijede Curieov zakon, ti materijali imaju prilično visoku Curieovu konstantnu vrijednost.
Razlike između paramagnetizma i diamagnetizma
Upravo je Michael Faraday u rujnu 1845. shvatio da u stvarnosti svi materijali (ne samo feromagneti) reagiraju u prisutnosti magnetskih polja.
U svakom slučaju, istina je da većina tvari ima dijamagnetski karakter, budući da su parovi elektrona upareni - i stoga s suprotnim spinom - blago naklonjeni diamagnetizmu. Naprotiv, samo kada postoje nespareni elektroni dolazi do diamagnetizma.
I paramagnetski i diamagnetski materijali imaju slabu osjetljivost na magnetska polja, ali dok je u prvom pozitivna u posljednjem, negativna je negativna..
Diamagnetski materijali se blago odbijaju magnetskim poljem; S druge strane, paramagnetski su privučeni, premda i malo sile. U oba slučaja, kada se ukloni magnetsko polje, efekti magnetizacije nestaju.
Kao što je već rečeno, velika većina elemenata koji čine periodni sustav su dijamagnetski. Dakle, primjeri dijamagnetskih tvari su voda, vodik, helij i zlato.
aplikacije
Budući da paramagnetski materijali imaju vakuumsko ponašanje u odsutnosti magnetskog polja, njihova primjena u industriji je nešto smanjena.
Jedna od najzanimljivijih primjena paramagnetizma je Elektronska paramagnetska rezonanca (RPE), koja se široko koristi u fizici, kemiji i arheologiji. To je spektroskopska tehnika kojom je moguće otkriti vrste s nesparenim elektronima.
Ova se tehnika primjenjuje u fermentacijama, u industrijskoj proizvodnji polimera, u trošenju motornih ulja i proizvodnji piva, između ostalog. Na isti način ova tehnika se široko koristi u datiranju arheoloških ostataka.
reference
- Paramagnetizam (n.d.). U Wikipediji. Preuzeto 24. travnja 2018. s es.wikipedia.org.
- Diamagnetizam (n.d.). U Wikipediji. Preuzeto 24. travnja 2018. s es.wikipedia.org.
- Paramagnetizam (n.d.). U Wikipediji. Preuzeto 24. travnja 2018. s en.wikipedia.org.
- Diamagnetizam (n.d.). U Wikipediji. Preuzeto 24. travnja 2018. s en.wikipedia.org.
- Chang, M. C. "Diamagnetizam i paramagnetizam" (PDF). NTNU bilješke s predavanja. Preuzeto 25. travnja 2018.
- Orchard, A. F. (2003) magnetochemistry. Oxford University Press.